Дистанционный вектор
Определение алгоритма дистанционного вектора
Алгоритм дистанционного вектора (Distance Vector) используется сетевыми устройствами для определения оптимального пути передачи пакетов данных. Он вычисляет расстояние до других узлов сети на основе количества промежуточных маршрутизаторов, через которые необходимо пройти.
Как работает маршрутизация на основе дистанционного вектора
Маршрутизация на основе дистанционного вектора работает следующим образом:
Ведение таблиц маршрутизации: Каждый маршрутизатор в сети ведет таблицу непосредственно подключенных соседей и их соответствующих расстояний. Эта таблица называется таблицей маршрутизации. Расстояния, как правило, представлены как количество переходов (hop counts), которое указывает, сколько маршрутизаторов нужно пройти, чтобы достичь определенного узла сети.
Обмен информацией о маршрутизации: Периодически маршрутизаторы обмениваются своими таблицами маршрутизации с соседними маршрутизаторами. Этот процесс называется обменом таблиц маршрутизации или обновлением маршрутизации. Благодаря обмену информацией маршрутизаторы могут строить более полное представление о топологии сети и доступных путях к различным сетевым пунктам назначения. Протоколы маршрутизации на основе дистанционного вектора используют такие сообщения, как Протокол информации маршрутизации (RIP) и Протокол пограничного шлюза (BGP), для облегчения этих обменов.
Вычисление лучших маршрутов: На основе полученных таблиц маршрутизации каждый маршрутизатор пересчитывает лучший маршрут до сетевых пунктов назначения. Он учитывает количество переходов от каждого соседа и выбирает путь с наименьшим количеством переходов в качестве лучшего пути. Этот процесс повторяется для всех сетевых пунктов назначения. Соответствующим образом обновляются таблицы маршрутизации.
Обновление и конвергенция: Маршрутизаторы продолжают обновлять и обмениваться своими таблицами маршрутизации до тех пор, пока не будет достигнута стабильная конфигурация маршрутизации. Это происходит, когда все маршрутизаторы имеют согласованные таблицы маршрутизации и согласны по лучшим путям к различным пунктам назначения. Обновления маршрутизации отправляются каждый раз, когда происходят изменения в топологии сети, такие как добавление или удаление маршрутизаторов или ссылок.
Преимущества и ограничения маршрутизации на основе дистанционного вектора
Маршрутизация на основе дистанционного вектора имеет несколько преимуществ и ограничений:
Преимущества маршрутизации на основе дистанционного вектора:
- Простота: Маршрутизация на основе дистанционного вектора относительно проста в реализации и понимании, что делает её подходящей для сетей малого и среднего размера. Вычисления, связанные с определением лучших маршрутов, просты и не требуют сложных алгоритмов.
- Низкие затраты: Маршрутизация на основе дистанционного вектора требует меньше вычислительной мощности и памяти по сравнению с другими алгоритмами маршрутизации. Это делает её более эффективной с точки зрения использования ресурсов. Таблицы маршрутизации компактны и содержат информацию только о непосредственно подключенных соседях.
- Масштабируемость: Маршрутизация на основе дистанционного вектора масштабируема, так как она может адаптироваться к изменениям в топологии сети и находить новые пути в ответ на изменения. Это позволяет легко расширять сеть без значительных изменений в конфигурации. Протоколы дистанционного вектора, такие как RIP и BGP, широко используются в крупных сетях.
Ограничения маршрутизации на основе дистанционного вектора:
- Медленное схождение: Маршрутизация на основе дистанционного вектора может испытывать медленное схождение в более крупных сетях или сетях с частыми изменениями топологии. Это связано с тем, что маршрутизаторы полагаются на периодические обновления для получения информации об изменениях в сети, что может привести к задержкам в распространении информации о маршрутизации. Медленное схождение может вызвать временную нестабильность маршрутизации и неоптимальные пути в процессе схождения.
- Проблема счета до бесконечности: Маршрутизация на основе дистанционного вектора подвержена проблеме счета до бесконечности, когда некорректная информация о маршрутизации может бесконечно распространяться в сети, вызывая циклы маршрутизации. Для решения этой проблемы используются различные методы, такие как разделение горизонта (split horizon) и обратный яд (poison reverse). Эти техники предотвращают рекламирование маршрутов обратно к соседям, от которых они были получены, что помогает избежать циклов маршрутизации.
- Неэффективный выбор пути: Маршрутизация на основе дистанционного вектора учитывает только количество переходов при выборе пути. Это не всегда приводит к наиболее оптимальному пути с точки зрения других параметров, таких как пропускная способность, задержка или надежность соединения. Протоколы дистанционного вектора не могут принимать решения о маршрутизации на основе реальных или динамических метрик производительности, что ограничивает их способность выбирать пути, оптимизирующие производительность сети.
Примеры алгоритмов маршрутизации на основе дистанционного вектора
За последние годы было разработано несколько алгоритмов маршрутизации на основе дистанционного вектора. Вот некоторые из них:
Протокол информации маршрутизации (RIP)
Протокол информации маршрутизации (Routing Information Protocol, RIP) – один из самых старых и известных протоколов маршрутизации на основе дистанционного вектора. RIP использует количество переходов как метрику для вычисления лучшего пути. Каждая сеть имеет максимальное количество переходов, которое не может быть превышено. Если количество переходов превышает этот лимит, сеть считается недоступной. RIP использует несколько механизмов, таких как маршрутизация с отравлением и таймеры удержания, для улучшения схождения и предотвращения циклов маршрутизации.
Протокол открытого кратчайшего пути (OSPF)
Протокол открытого кратчайшего пути (Open Shortest Path First, OSPF) является популярным протоколом маршрутизации на основе состояния связи, который поддерживает как функции дистанционного вектора, так и состояние связи. OSPF использует более изощренную метрику, называемую стоимостью, которая учитывает такие факторы, как пропускная способность и надежность соединения. OSPF маршрутизаторы обмениваются информацией о маршрутизации, известной как объявления состояния связи (LSA), для построения детальной карты топологии сети. OSPF вычисляет кратчайшие пути на основе этой информации, используя алгоритм Дейкстры. Хотя в OSPF есть элементы протокола маршрутизации на основе дистанционного вектора, он часто классифицируется как протокол состояния связи из-за своего акцента на поддержании детальной карты топологии.
Протокол пограничного шлюза (BGP)
Протокол пограничного шлюза (Border Gateway Protocol, BGP) – это внешний шлюзовый протокол, используемый для маршрутизации между автономными системами (AS) в интернете. BGP – это протокол векторного пути, который сочетает элементы дистанционного вектора и векторного пути. BGP учитывает несколько факторов, таких как атрибуты пути и правила политики, для принятия решений о маршрутизации. Маршрутизаторы BGP обмениваются информацией о маршрутизации и согласовывают лучшие пути на основе политики, определенной администраторами сети. BGP обладает высокой масштабируемостью и может справляться с сложностью маршрутизации в глобальном интернете.
Маршрутизация на основе дистанционного вектора – это алгоритм маршрутизации, используемый для определения лучшего пути передачи пакетов данных в сети. Он вычисляет расстояние до других узлов сети на основе количества маршрутизаторов, через которые необходимо пройти. Хотя маршрутизация на основе дистанционного вектора предлагает простоту и масштабируемость, у неё также есть ограничения, такие как медленное схождение и неэффективный выбор пути. Примеры алгоритмов маршрутизации на основе дистанционного вектора включают RIP, OSPF и BGP.
Связанные термины
- Маршрутизация на основе состояния связи: альтернативный алгоритм маршрутизации, который сосредоточен на создании карты всей топологии сети для определения лучшего пути.
- Таблица маршрутизации: таблица данных, хранящаяся в маршрутизаторе или сетевом устройстве, которая перечисляет маршруты до определенных сетевых пунктов назначения.